Jaką chłodnicę kanałową dla serwerowni 10 kW wybrać, by ciąć koszty?

Coraz więcej firm szuka oszczędności w chłodzeniu IT. Serwerownia o mocy cieplnej 10 kW to typowy przypadek, w którym łatwo przepłacić za przewymiarowaną chłodnicę kanałową albo tracić na rachunkach przez zły dobór.

W tym artykule przeprowadzę Cię przez kluczowe decyzje. Pokażę proste obliczenia, kryteria doboru i praktyczne triki, które ograniczają koszty inwestycji i eksploatacji.

Table of Contents

Jakie parametry chłodnicy kanałowej wystarczą dla serwerowni 10 kW?

W praktyce wystarcza chłodnica kanałowa o mocy użytecznej ok. 10–12 kW przy przepływie powietrza 2500–3500 m3/h.
To zakres, który bezpiecznie odbiera 10 kW mocy cieplnej przy typowych temperaturach wody lodowej i rozsądnej różnicy temperatur powietrza. Dobrze, gdy prędkość na froncie wymiennika nie przekracza 2,5–3 m/s. Utrzymuje to niski hałas i spadek ciśnienia. W wielu projektach sprawdza się 3–4-rzędowy wymiennik z żeberkami o rozstawie 2,0–2,5 mm. Moc dobieraj do warunków granicznych obiektu, nie tylko do danych katalogowych. Krótkie przewymiarowanie poprawia stabilność, ale podnosi koszt i opory. Złoty środek zwykle daje niższy koszt całkowity.

Jak obliczyć wymagany przepływ powietrza i spadek ciśnienia?

Użyj wzoru P = V̇ × ρ × cp × ΔT, gdzie P to 10 kW, a ΔT to przyrost temperatury powietrza na chłodnicy.
Dla uproszczenia przyjmij ρ × cp ≈ 1,2 kJ/m3K. Przykładowe przepływy:

ΔT powietrza 8 K: ~3750 m3/h
ΔT powietrza 10 K: ~3000 m3/h
ΔT powietrza 12 K: ~2500 m3/h

Niższy przepływ powietrza to zwykle niższa moc wentylatorów, ale wymaga większej powierzchni czołowej lub więcej rzędów. Docelowo spadek ciśnienia po stronie powietrza utrzymuj poniżej 100–150 Pa dla oszczędności energii. Po stronie wody celuj w 20–30 kPa przy przepływie wynikającym z P = ṁ × cp × ΔT wody. Przykład: dla ΔT wody 5 K przepływ to ok. 1,7 m3/h, dla 7 K ok. 1,2 m3/h.

Czy 4-rzędowa chłodnica wodna opłaca się w instalacji kanałowej?

Tak, gdy chcesz pracować na wyższej temperaturze wody lub z mniejszym przepływem powietrza.
4 rzędy zwiększają powierzchnię wymiany, więc łatwiej osiągnąć moc przy mniejszej różnicy temperatur lub niższym strumieniu powietrza. To pozwala obniżyć obroty wentylatorów i zużycie energii. 3-rzędowa często wystarczy przy większym ΔT powietrza i chłodniejszej wodzie. 4-rzędowa bywa korzystna, gdy:

planujesz wyższą temperaturę zasilania wody, aby poprawić sprawność źródła chłodu,
stosujesz roztwór glikolu, który obniża wydajność,
chcesz zredukować hałas i spadek ciśnienia po stronie powietrza.

Pamiętaj, że więcej rzędów to zwykle większy spadek ciśnienia po stronie wody i wyższy koszt zakupu. Bilansuj to z oszczędnościami energii.

Kiedy potrzebna jest taca ociekowa i jak obniżać ryzyko kondensacji?

Taca ociekowa jest potrzebna zawsze, gdy temperatura powierzchni chłodnicy spada poniżej punktu rosy powietrza.
W praktyce w instalacjach z wodą lodową kondensacja pojawia się często, więc taca i odprowadzenie skroplin to standard. Zadbaj o właściwy spadek tacy, syfon na odpływie i izolację przeciw kondensacji na obudowie oraz kanale za chłodnicą. Ryzyko kondensacji obniżysz, gdy:

ustawisz zawór tak, by utrzymywać temperaturę nawiewu powyżej punktu rosy,
ocieplisz odcinek kanału za chłodnicą,
zapewnisz równomierny rozkład przepływu przez wymiennik,
zastosujesz czujnik wilgotności i algorytm ograniczający zbyt niską temperaturę nawiewu.

Jak materiały wymiennika wpływają na wydajność i trwałość?

Standard to rurki miedziane i lamele aluminiowe, co daje dobry transfer ciepła i rozsądną cenę.
W środowiskach o podwyższonej wilgotności lub z agresywnymi zanieczyszczeniami rozważ powłoki antykorozyjne na lamelach i stal nierdzewną na tacy ociekowej. Przy pracy na glikolu pamiętaj o spadku wydajności i możliwym wzroście spadków ciśnienia. Powłoki zmniejszają ryzyko korozji, ale mogą minimalnie obniżyć efektywność wymiany. Wybieraj rozwiązania zgodnie z warunkami w pomieszczeniu i planowanym czasem eksploatacji.

Jak dobrać przyłącza wodne i orientację montażu?

Dobierz średnicę przyłączy do przepływu wody, tak by prędkość w rurze była umiarkowana, a straty pompowania niskie.
Najwygodniej, gdy przyłącza są po tej samej stronie co dostęp serwisowy. Zasilanie i powrót ustaw counter-flow względem powietrza zgodnie z kartą producenta. Zapewnij odpowietrznik w najwyższym punkcie i spust w najniższym. Chłodnicę montuj tak, by taca ociekowa była pod wymiennikiem, a syfon mógł pracować poprawnie. Zachowaj prosty odcinek kanału przed wymiennikiem, co poprawia równomierność przepływu i wydajność.

Jak zoptymalizować koszty eksploatacji chłodzenia serwerowni?

Podnieś temperaturę wody lodowej tak wysoko, jak pozwala stabilna temperatura nawiewu i wymagania IT.
Wyższa temperatura poprawia sprawność źródła chłodu i zwiększa czas pracy w trybie free cooling. Zastosuj regulację zmiennoobrotową wentylatorów i zawór modulacyjny po stronie wody. Ustal strategię resetu temperatury nawiewu zależnie od obciążenia IT i wilgotności. Dbaj o czyste filtry przed chłodnicą, bo zanieczyszczenia szybko podnoszą spadek ciśnienia i koszty wentylacji. Uszczelnij obejścia i nieszczelności kanałów. Zrównoważ hydraulikę na zaworach, aby uniknąć nadprzepływów. W okresach chłodniejszych wykorzystuj chłodzenie swobodne po stronie źródła, jeśli to możliwe.

Jak planować montaże i przeglądy, by uniknąć przestojów?

Przewidź obejście i zawory odcinające, aby serwis chłodnicy nie zatrzymywał nawiewu.
Zaplanuj miejsce na wysunięcie pakietu lamel i dostęp do tacy ociekowej. Dodaj filtr przed chłodnicą i kosz sitowy na wodzie po stronie instalacji, aby chronić wymiennik. Ustal harmonogram czyszczenia żeber oraz testów syfonu i odpływu skroplin. Trzymaj na stanie krytyczne części, jak siłownik zaworu. Monitoruj temperaturę nawiewu, wilgotność i stany alarmowe w systemie nadzoru. Prace instalacyjne i przeglądy realizuj w oknach o niższym obciążeniu IT.

Jak sprawdzić wymiary i parametry w kartach katalogowych?

Sprawdź moc przy Twoich warunkach brzegowych, spadki ciśnienia oraz wymiary gabarytowe i montażowe.
W kartach katalogowych zwróć uwagę na:

moc chłodniczą dla podanych temperatur powietrza i wody oraz przyjętą wilgotność,
przepływ powietrza, prędkość czołową i spadek ciśnienia po stronie powietrza,
przepływ wody, spadek ciśnienia po stronie wody i średnice przyłączy,
liczbę rzędów, rozstaw lamel i zalecane kierunki przepływu,
wymiary frontu, długość pakietu lamel i wymagane odległości serwisowe,
wyposażenie w tacę ociekową, izolację oraz masę urządzenia,
dopuszczalne ciśnienie i temperaturę pracy oraz ograniczenia montażowe.

Solidna weryfikacja tych danych przed zamówieniem ogranicza ryzyko niedoszacowania i późniejszych kosztów przeróbek.